Construction et armement
Une batterie fut établie sur la pointe du Cap Brun dès 1695, dans le cadre du premier programme de construction de nouvelles batteries de côte défini par le directeur des fortifications de Provence Antoine Niquet. Cette batterie basse du Cap Brun a son histoire propre à partir de cette date, connaissant plusieurs transformations successives jusqu’au début du XXe siècle. En revanche, la hauteur rocheuse aux pentes rapides qui domine le Cap n’attira pas particulièrement l’attention des ingénieurs militaires et des officiers du génie jusqu’au XIXe siècle. Les premiers efforts pour améliorer les défenses terrestres à l’Est de la place forte, amorcés par Niquet en 1708 après le siège de Toulon, et repris dans la décennie 1760 par son successeur indirect Milet de Monville, concernèrent en général des positions plus proches du corps de place.
A partir de cette seconde époque du XVIIIe siècle, la construction du fort Lamalgue et de sa batterie basse constituent un gros investissement destiné à verrouiller le secteur littoral oriental par un ouvrage d’artillerie important, à la fois terrestre et côtier. Au Cap Brun, l’éminence rocheuse, irrégulière et escarpée, domine de trop haut et de trop loin la batterie de côte existante pour suggérer l’idée d’un programme comparable à celui de Lamalgue. Le fait qu’il ne soit pas proposé, ni même évoqué, s’explique sans doute parce qu’il aurait été considéré comme faisant double emploi avec ce dernier.
Une position stratégique en attente d’aménagement
La première mention significative de cette éminence du Cap Brun et de son impact stratégique éventuel se trouve dans le mémoire sur la ville de Toulon rédigé le 1er mars 1768 par le principal collaborateur local du directeur des fortifications Milet de Monville, Louis d’Aguillon 1 : « Quelque avantageuse que soit la position du fort de la Malgue, on est surpris lorsqu’on se présente sur le front d’attaque, de voir cet ouvrage dominé par la hauteur du Cap Brun, mais on se rassure aisément lorsqu’on considère en détail les différentes parties de cette hauteur dont le point le plus élevé est à 900 toises du fort. Elle se distribue en différents plateaux par amphithéâtre et la pente du dernier niveau se termine au pied du glacis de la lunette… ». La hauteur du Cap Brun est donc considérée comme suffisamment bien battue par les batteries du fort Lamalgue, sans pouvoir offrir d’abri exploitable par l’ennemi, pour qui cette position formée de plateaux exigus n’offrant qu’un front restreint serait peu tenable.
Toutefois, une carte de 1777 illustrant un projet de défense terrestre de Toulon appuyé sur une série de petits ouvrages, signée par le chevalier de Roys, propose d’occuper cette hauteur 2. Elle indique l’existant, c'est-à-dire la batterie de côte, qui comporte une petite enceinte de gorge crénelée à cornes (comme à la caserne retranchée du Faron). Sur la hauteur est proposé un autre ouvrage un peu plus large, aussi à cornes, mais du côté de l’attaque face au nord, tandis que le front de gorge, plat, comporte un épi d’entrée face à la mer. Plusieurs petites lunettes détachées sont proposée sur les pentes. Ce projet isolé ne recevra aucun commencement d’exécution.
Durant la période révolutionnaire, à la fin d’aout 1793, la flotte anglo-espagnole entrait dans la rade de Toulon, appelée par les toulonnais qui s’opposaient à la prise de pouvoir de la Convention Nationale. Les compagnies débarquées, grossies de troupes napolitaines et piémontaises, prirent position dans la plupart des ouvrages de défense de la rade, et s’employèrent à renforcer le dispositif par des ouvrages de campagne sur les hauteurs de Malbousquet et du Caire, cette dernière, capable de battre la grande et la petite rade surplombant au point le plus haut les forts de Balaguier et de l’Eguillette. Une partie de la flotte anglaise avait débarqué dans l’anse de Port Méjean, à proximité du Cap Brun, et la hauteur du Cap Brun, fut occupée par une compagnie de 600 hommes au mois d’octobre, pour faire face à l’arrivée de l’armée Républicaine du général La Poype, venue de Nice. Une redoute de campagne fut sans aucun doute établie sur la hauteur pour accueillir cette compagnie. Un « Ouvrage du Cap Brun » figure sur une carte imprimée établie d’après le relevé des défenses de la place en 1793 par le lieutenant-colonel du génie Boullement de la Chesnaye, qui participa à la reprise de Toulon sur les Anglo-Espagnols 3. Il est représenté comme un ouvrage polygonal irrégulier sans cornes ni bastions, mais l’expression graphique de cette carte n’est pas fiable dans le détail du plan des ouvrage, comme le montre le cas des forts de Sainte-Catherine et d’Artigues.
Si les cartes postérieures n’indiquent sur cette hauteur aucun ouvrage en place, le relevé topographique réalisé en 1841, alors qu’un projet de fort est à l’ordre du jour, montre au point haut du rocher un tracé tenaillé à trois pointes face au nord qui correspondait sans doute aux vestiges du retranchement anglais sommaire de 1793.
Projets et réalisation du fort du Cap Brun, 1841-1851
L’occupation de la hauteur par un ouvrage pérenne s’intègre dans le renouvellement des projets généraux d’amélioration des fortifications des fronts de terre de Toulon, dans la décennie 1830. Cet effort se manifesta par l’amélioration du fort Sainte-Catherine, entre 1831 et 1839, et, à partir de 1836 par l’achèvement d’autres redoutes du XVIIIe siècle, plus ou moins avortées, sur le Mont Faron, qui deviendront le fort Faron et le fort du Grand Saint-Antoine. Le comité des fortifications avait approuvé un crédit d’un million de francs le 18 décembre 1838 pour les acquisitions de terrains nécessaires à la mise en œuvre d’un projet sur la hauteur du Cap Brun.
Le premier projet vit le jour en même temps que celui du fort du Grand Saint-Antoine, en 1841. Sa pertinence venait alors d’être renforcée par la nécessité d’améliorer la défense côtière ressortant du rapport rendu le 14 juin 1841 par la commission mixte d’armement des côtes, de la Corse et des îles, créée quatre mois plus tôt. Malgré la configuration contraignante de l’assiette rocheuse, la hauteur du Cap Brun fut jugée indispensable à occuper par un véritable fort capable d’accueillir une garnison de 740 hommes en temps de guerre.
Le relevé topographique fait et un premier plan de principe à la suite, une ébauche de tracé fut implantée sur le site par le général Prévost de Vernois le 29 aout 1841.
La carte des environs est de Toulon pour les projets du Cap Brun, et les plans topographiques plus détaillés établis le 24 mai 1842 par le capitaine Devaufleury, sous l’autorité du lieutenant chef du génie A. Louis, directeur des fortifications par intérim 4, donnent à la fois l’état des lieux, vierge de tout début de construction ou de déblais, et les premiers dessins du fort, inscrit à l’article 10 des projets extraordinaires .
Le plan du fort projeté était un pentagone bastionné irrégulier fossoyé, plus irrégulier que celui du Grand Saint-Antoine, à une échelle comparable, le front latéral ouest 5 à trois bastions accueillant l’entrée de l’ouvrage, était particulièrement distordu. Deux grands bastions encadraient le front de tête face au nord, équipé d’une tenaille. La face droite du bastion de droite, participant du front d’attaque latéral est, était couverte d’une demi-lune surmontée d’un cavalier ; plus au sud de ce front d’attaque était prévue une pièce rattachée, plate-forme flanquante. Ces deux fronts exposés devaient être munis de parapets d’artillerie en terre continus sur les deux courtines, les deux bastions et les dehors, par ailleurs précédés d’un chemin couvert traversé, avec place d’armes à parapet d’artillerie au milieu du front de terre. Le très petit front d’entrée nord-ouest, sous-ensemble du front latéral à trois bastions, devait être était flanqué de deux bastions asymétriques, la porte même n’étant pas centrée. Le magasin à poudres était proposé à gauche de l’entrée, dans le bastion nord-ouest. Au front sud ou front de gorge, dominant la mer, deux bastionnets légers à parapets maigres étaient prévus de part et d’autre d’une courtine à l’arrière de laquelle aurait régné la caserne. Celle-ci était prévue encaissée dans le terrain en contrebas des plates-formes du front de tête et du front d’attaque, ce qui assurait son défilement. Les dessins montrent une caserne casematée de neuf travées à deux niveaux sous toit terrasse.
Du fort devaient partir deux branches de communications retranchées en escalier descendant vers la mer pour faite coupure et retrancher le cap et sa batterie.
L’article 26 du projet général de Toulon pour 1843, daté du 31 mai, consistait à « construire le fort du Cap Brun » pour 997000 francs. La conception du fort avait été revue par le nouveau chef du génie de Toulon, le lieutenant-colonel Dautheville, assisté du capitaine A. Long, et visée le 9 juin par le directeur des fortifications A. Louis.6
Le principal changement que révèlent les plans correspondants, par rapport au projet précédent, concerne les crêtes d’artilleries, rendues plus performantes. Les parapets demeurent sur les bastions et les dehors est, mais pas sur les courtines, un niveau de tir supérieur étant assuré, au lieu des plates-formes, par un vaste cavalier polygonal, gros épaulement en retrait des courtines (pour ménager un chemin de ronde intermédiaire), continu sur les deux fronts exposés, fermant à la gorge le bastion nord-est et faisant retour d’équerre vers le sud au droit du flanc droit du bastion nord-ouest. Tel que dessiné, ce retour d’équerre formant traverse impose au passage d’entrée, à l’intérieur du fort, un tracé en chicane. Le principe du cavalier est identique à celui qui fut proposé et réalisé simultanément au fort du Grand Saint-Antoine, à cette différence près qu’au Cap Brun, le casernement n’est pas enterré sous le cavalier. Le front d’entrée est un peu élargi par rapport au projet antérieur, sa porte recentrée, le bastion à droite (au milieu du front latéral) prévu avec flanc retiré, et plus grand pour accueillir le magasin à poudres. La lunette au nord est supprimée et le chemin couvert comporte une grosse place d’armes devant la pièce flanquante est. La caserne forme désormais courtine du front de gorge sud, et n’est plus précédée d’un véritable fossé, de même que la moitié droite du front latéral voisin, ces deux fronts, formant la gorge du fort au sens large, étant compris à l’intérieur de la coupure à branches divergentes vers la mer. Celles-ci sont reconsidérées comme ouvrage fossoyé avec parapet en remblais, pour fournir un retranchement plus robuste.
Une nouvelle batterie ouverte détachée en forme de chevron est prévue dans ce retranchement, sur la pente, entre la batterie basse du cap et le fort.
La caserne casematée de gorge comporte toujours neuf travées en double profondeur, augmentées de travées de culées tripartites, selon un modèle type qui se met en place à cette époque. Elle comporte deux étages (le premier de plain pied sur la cour) et des souterrains, logeables sur la moitié extérieure de la profondeur de la caserne, tandis que dans la moitié intérieure, aux deux extrémités sont les citernes. Au centre, le bas du grand escalier donne accès à une poterne en milieu de façade postérieure, au seuil plus bas que le sol des souterrains, mais pourtant surélevé par rapport au terrain extérieur, du fait du fort dénivelé.
L’un des plans porte une surcharge au crayon indiquant qu’il faut réduire la longueur de la caserne aux deux bouts.
Le projet était toujours d’actualité en 1844, encore que jugé trop coûteux, mais l’adjudication des travaux est retardée par la lenteur de la procédure d’achat des terrains, qui ne sont pas encore déclarés d’utilité publique.
C’est alors qu’intervint dans l’élaboration du projet du fort du Cap Brun un nouveau capitaine du génie en poste à la chefferie de Toulon depuis le mois d’avril, Raymond-Adolphe Séré de Rivières, qui deviendra trente ans plus tard grand rénovateur du système de fortification du territoire français. Cette année 1844, il conçut et réalisa sur le Mont Faron la caserne défensive du Pas de La Masque 7. Ses capacités personnelles prometteuses lui valurent une lettre de félicitation du ministre de la guerre. Pour s’exercer pleinement au Cap Brun, sous l’autorité du chef de bataillon Corrèze, chef du génie, ses capacités durent attendre le projet de 1846, et son article 3, rédigé le 11 mars 8. Un écart entre le coût d’achat du terrain mentionné dans projet pour 1845 (51730 francs) et le coût constaté (59250 francs) avait eu pour conséquence une demande du comité des fortifications (16 avril 1845) de réduire le coût des travaux à 678000 francs. Le projet présenté par le capitaine de Rivières en 1846 réalise une économie sur la masse des déblais, du fait du relèvement du niveau d’assiette du fort, et s’élève à 679500 francs.
Des essais de creusement avaient été faits en 1845, démontrant l’altération des parements naturels schisteux à l’air et à l’eau et la nécessité de revêtir les escarpes sur une épaisseur de 0,60 m. Le plan définitif, fixant la numérotation des cinq bastions, reprend dans ses grandes lignes le projet de Dautheville et Long de 1843, en y apportant un assez grand nombre d’améliorations de détail, qui font incontestablement de ce fort un ouvrage plus régulièrement et rationnellement dessiné.
Les dehors complexes du front d’attaque est sont supprimés, de même que le chemin couvert. Ce front et le front de tête nord ont une tenaille devant leur courtine et sur le glacis du second (2-3) est prévue une importante place d’armes -qui ne sera pas réalisée. Deux autres, plus légères (moins de remblais et de terres) sont prévues devant le front d’attaque (1-2) pour compenser la faible couverture apportée par le bastion 2 très aigu, et devant le front d’entrée (3-4), dans ce dernier cas pour filtrer l’accès : elles seront réalisées.
Au devant du front de gorge et de la caserne, face à la mer, règne un fossé étroit, au-delà duquel est proposé un dehors bas, avec magasin (à poudres ?) abrité par un épaulement, sorte de place d’armes à flanc de pente, dominant la « coupure » de droite et le chemin en lacets prévu pour descendre à l’abri de cette coupure vers la batterie basse. Il ne sera pas approuvé.
Le principe du cavalier, confirmé, est amélioré : il comporte lui-même deux niveaux de tir étagés, la partie haute régnant à la gorge du bastion 2 (nord-est) et derrière le front d’attaque (1-2), la partie plus basse derrière le reste de la courtine du front de tête (2-3). Ce front (2-3) est plus régulier, mieux dessiné, les flancs et faces de ses deux bastions sont devenus symétriques.
Le front latéral à deux courtines du sud-ouest (3-4-5) forme un ensemble plus régulier et plus compact, en forme de petit couronné, par réduction du bastion 4 (qui, mieux implanté, découvre les pentes sud-ouest) et de la courtine 4-5, ce qui resserre d’autant l’aire intérieure du fort de ce côté, devenue plus étroite que le front opposé (1-2)
Le plan de la courtine d’entrée (3-4) et l’axe d’entrée du fort, sont infléchis à droite pour ne plus décrire de chicane mais former une rampe montante rectiligne depuis le pont jusqu’à la cour encaissée de la caserne. Cette rampe est séparée à gauche (nord) de la gorge du bastion 3 par une longue traverse formant parados. Un corps de garde est établi sur la porte, suivi d’un sas d’entrée carré. Celui-ci donne accès, à gauche, à une communication casematée au bastion 3 desservant au passage, encore à gauche, un abri voûté sous la traverse-parados (magasin aux gargousses, réalisé, mais à droite de la communication). A droite, le sas communique au magasin à poudre (dans l’axe de sa façade), qui n’est plus dans le bastion 4, redevenu plus petit, mais à sa gorge, et contigu au pavillon d’entrée.
La porte du fort est proposée à bossages continus et pont-levis à bascule. Le corps de garde, en simple rez-de-chaussée, se limite à une casemate crénelée de chaque côté de l’entrée, couverte en plate forme ; à gauche, réduisant le corps de garde, l’escalier montant à la plate-forme descend aussi à la fosse du pont-levis avec poterne (cette dernière non approuvée).
La caserne casematée est réduite de moitié en longueur par rapport au projet précédent : cinq travées transversales seulement et deux travées de culée, les souterrains étant limités aux trois travées médianes, deux citernes encadrant le bas de l’escalier à deux volées, qui dessert un large vestibule aboutissant à la poterne. Celle-ci est à pont-levis, encadrée de créneaux. Le fond des citernes est plus haut que le fond du fossé sud-est, ce qui doit faciliter le nettoyage des filtres au moyen d’un robinet de chasse. La caserne est encadrée directement, comme dans le projet de 1843, par deux bastions (1, 5), dont les faces gagnent en longueur ce que la caserne a perdu. Ils sont donc beaucoup plus étirés dans l’axe de ce front que ceux précédemment prévus, devenant de véritables bastions et non plus des bastionnets. Le bastion 1, recoupé en deux par le prolongement du cavalier jusqu’à sa face droite, est un demi-bastion à parapet d’artillerie en terre pour sa partie gauche saillant sur le front d’attaque (1-2), sa face droite, très longue va jusqu’à la caserne, avec parapet maigre d’infanterie. Le prolongement du cavalier jusqu’à l’escarpe de la face droite du bastion 1, proposé par Séré de Rivières mais non prévu par le comité des fortifications, est débattu dans les apostilles du chef du génie sur le projet. L’interruption du profil du cavalier avant le bastion 1, proposé jusqu’en 1845, laissait un passage à ciel ouvert, découvrant cinq mètres du mur-pignon est de la caserne exposé aux vues de la hauteur de Méjean (distante de 535m). D’où la proposition du prolongement du cavalier qui assure un parfait défilement de la caserne mais rend nécessaire la création d’une communication voûtée passant dessous pour relier la cour de la caserne au bastion 1. Le chef du génie Corrèze déclare renoncer au prolongement du cavalier et au passage voûté, qui occasionnent un excédent de dépense de 1600 francs, du fait de l’invraisemblance d’une volonté ennemie de placer de la grosse artillerie sur la hauteur Méjean pour faire brèche dans la culée de la caserne, compte-tenu de l’étroitesse du champ vulnérable, et de la quantité énorme de tirs (2000, sur 4 jours, en comptant 4 canons tirant 120 coups par jour) qui seraient nécessaire pour écorner cette culée, sans pour autant détruire le reste de la caserne. Ce prolongement sera pourtant réalisé, avec sa communication voûtée. Une autre communication analogue proposée vers le bastion 2, qui sera aussi réalisée, était en revanche défendue par le chef du génie, considérant que le passage à ciel ouvert par le chemin de ronde de la courtine 1-2, trop vulnérable, ne pouvait suffire pour desservir les bastions.
Le magasin à poudre, dont l’emplacement n’est pas contesté, doit être conçu conformément aux indications du comité, avec une capacité de 15,6 ou 20,8 tonnes selon que les barils seront engerbés sur 3 ou 4 niveaux. Il doit être adapté à une artillerie prévue de 12 pièces, approvisionnées à 500 coups, ce qui nécessite une capacité de 15,9 tonnes, il faut donc prévoir 20,8 tonnes en ajoutant la mousqueterie. Le projet de Séré de Rivière propose le magasin à deux étages, d’une capacité de 31,1 tonnes qui lui permettrait d’approvisionner une partie de la batterie de côte.
Pour optimiser l’économie de ce chantier qui doit composer avec des versants escarpés, le chef du génie Corrèze imagina un système automoteur de noria de wagonnets sur rails assurant à la fois l’amenée de matériaux depuis la mer et l’évacuation des gravois, fonctionnant par contrepoids le long des pentes du terrain. Il en confia la conception et l’exécution au capitaine de Rivières, la construction étant assurée par M. Brunet, entrepreneur attaché au service des fortifications 9.
Cette installation qui fonctionna vingt huit mois sans interruption, à raison de dix voyages par heure les jours ouvrés, avait nécessité la taille d’une saignée dans le versant pour recevoir les rails. En 1847, Séré de Rivières proposa de l’utiliser, après la désaffectation de la machinerie, pour une des communications retranchée en coupure prévues depuis 1841 entre le fort et la batterie basse du cap, mais cette idée ne fut pas retenue.
L’instabilité du substrat rocheux schisteux affecta la bonne marche du chantier à plusieurs reprises, créant des éboulements ponctuels sur certaines parties des ouvrages en cours.
Un bilan fait à la fin de 1849 chiffre à 622934 francs les dépenses engagées entre 1845 et 1848, et à 180000 francs l’exercice en cours.
Les travaux restant à faire en 1851 portaient sur l’escarpe du flanc gauche du bastion 1, à reprendre après éboulement, sur la courtine du front d’attaque (1-2), les terrassements du cavalier et ceux du bastion 1. La voûte de la poterne (communication voûtée a été faite avec des matériaux schisteux défectueux. Un projet supplémentaire est nécessaire, les angles d’épaule du bastion 2 étant à réparer après éboulement, ainsi que la contrescarpe du fossé. Ces accidents ont porté à ne pas plaquer les maçonneries d’escarpe sur le banc rocheux, mais à purger ce roc et à bâtir des revêtements porteurs.
La construction du magasin à poudre commencée début octobre 1850 se conformait aux préconisations du comité des fortifications formulées quinze jours plus tôt. Le changement apporté est assez mineur : Le magasin est implanté dans un axe perpendiculaire à celui prévu, en sorte que ce n’est plus sa façade qui est parallèle à la rampe d’entrée, mais son gouttereau. De plus, il est décollé de 4 m du pavillon d’entrée. Ce changement entraîna la suppression du sas carré à l’issue du pavillon d’entrée, la rampe commençant immédiatement et les accès latéraux au magasin à poudre et au bastion 3 faisant l’objet de deux rampes latérales spécifiques. La traverse parados entre le passage et le bastion restait à faire.
Le projet général pour 1852-1853 comportait une dépense de 165000 francs qui devait permettre l’achèvement des travaux du fort, comportant les finitions du magasin à poudres, du mur d’enceinte, du puits du paratonnerre. Cependant, ce programme fut retardé par une mise en priorité des travaux du fort de la Croix des Signaux. En 1858, le bilan des dépenses s’élevait à un total de 912 240 francs 10, mais certaines finitions mineures restaient en attente : réglage de la pente des glacis, adoucissement de la rampe d’accès extérieure, revêtement de contrescarpe devant le bastion 5, engazonnement du cavalier.
A son achèvement, le fort était conforme au projet de Séré de Rivières tel qu’il l’avait revu en 1848. On avait renoncé entre autres au dehors sud du projet de 1846, et surtout, malgré le fait que les terrains correspondants étaient acquis, aux deux branches de coupure ou retranchement descendant vers la mer pour encadrer la pointe du Cap Brun et sa batterie basse.
Cet abandon renforçait l’autonomie logistique de la batterie basse à l’égard du fort.
Aménagements postérieurs et mutations.
L’état de l’armement du fort évolua en fonction des progrès de l’artillerie à longue portée. On a un relevé précis de son renouvellement (douze canons) en décembre 1873 dans un Extrait de l’état des bouches à feu devant composer l’armement transitoire à placer sur les ouvrages du corps de place et des forts de la place de Toulon 11 : sur les faces gauche et droite du bastion 1 en batterie vers Sainte Marguerite et vers le port Méjean, quatre canons de calibre 8 de campagne ; sur le pan coupé du bastion 2, vers Sainte Marguerite et La Garde , un canon de 8 et sur sa face gauche vers La Valette, deux canons de 30 livres. Un autre canon de 30 livres dans la même direction est placé sur le flanc droit du bastion 3. Le bastion 5 est armé, sur son flanc gauche, d’un canon de 8 vers la plage et le port Méjean. La face droite du cavalier porte une batterie de cinq pièces de 30 livres regardant vers Sainte Marguerite, une autre sur le pan coupé vers Le Thouar, et sur la face gauche deux pièces de 12 vers La Valette.
La Commission de révision des défenses du littoral de 1873 12 proposait en outre de porter l’armement de défense côtière du fort dans une extension projetée, probablement la future batterie extérieure.
Trois ans plus tard, la commission de révision de l’armement 13 préconisait de remplacer les obusiers de 22 cm prévus au Cap Brun par des canons de 16 cm ou 19 cm, en supprimant la batterie basse. L’évolution parallèle de la flotte de guerre et de l’artillerie à longue portée ouvrait la voie à une nouvelle génération de batterie de côte, implantée en altitude, et les commissions préconisaient de limiter le nombre de batteries pour mieux maitriser les champs de battage couverts. Il était alors question à Toulon, en alternative à la formule classique de la batterie de côte, de bâtir des îlots factices devant l’entrée de la grande rade, armés de pièces sous tourelle blindée, ou bien de créer une grande jetée barrant l’entrée de la grande rade. Ce dernier choix fut retenu, et la grande jetée sera réalisée en 1881.
La batterie haute ouverte extérieure au fort fut construite en 1878 à proximité immédiate du front d’entrée et de la rampe d’accès (ce qui facilitait sa desserte) en principe pour recevoir deux canons de 19 cm et trois obusiers de 22 cm, répartis sur trois plates-formes séparées par deux traverses-abri. Cet armement était en place en 1881, comme l’atteste la planche n°10 de l’atlas des batteries de côte établi à cette date. La commission de l’armement préconisait d’augmenter cette artillerie de défense côtière de trois canons de 19, établis soit hors du fort, dans la nouvelle batterie adaptée, soit dans l’enceinte du fort.
Le remaniement de la batterie extérieure n’intervient qu’en 1892. Alors furent ajoutées une plate-forme supplémentaire et une nouvelle traverse-abri, ainsi qu’un magasin à projectiles (à l’extrémité droite). Plus épaisse que les autres et plus proche du fort, la nouvelle traverse-abri abrite un monte charge communicant à un souterrain en caverne qui débouchait dans la contrescarpe du fossé du bastion 3 du fort en passant sous la rampe d’accès. Ce souterrain desservait un petit magasin à poudres en caverne, un atelier de chargement et un atelier d’amorçage.
Ce dispositif, qui contribua à donner à la batterie haute de défense côtière un statut ambigu, à la fois ouvrage indépendant et annexe du fort, devait être mis en relation avec un autre équipement projeté aussi en 1892, dans le fort. Il s’agit d’un grand magasin à poudres en caverne, niché sous le retour de la partie haute du cavalier, face à la caserne, où il dispose d’un niveau d’enterrement suffisant tout en communiquant de plain-pied sur la cour de la caserne. Il correspond au modèle de magasin-caverne mis au point après la crise de l’obus-torpille en 1885, comme celui ajouté à la redoute de la Gavaresse à La Seyne en 1893. Le projet de ce nouveau magasin à poudres du Cap Brun comportait une longue branche de galerie casematée passant sous le cavalier pour communiquer au bastion 3, desservant au passage deux petits magasins et un plus grand, à sas, et une poterne en chicane dans la courtine 2-3 14. La poterne aurait dû permettre une communication à la batterie extérieure par le fossé et par le souterrain, pour le réapprovisionnement des poudres de son petit magasin, le grand magasin en caverne du fort étant en partie au service de la batterie extérieure, autant qu’à celui des batteries internes. Objet principal du projet, ce magasin à poudres en caverne fut seul réalisé, sans ces annexes, probablement en 1893. Le réapprovisionnement des poudres vers le magasin de la batterie extérieure ne put donc se faire qu’en sortant du fort par la porte principale.
Le magasin en caverne fut bientôt mis à profit par la création d’une nouvelle batterie de côte de quatre pièces de 95mm, beaucoup plus proche et cette fois interne au fort, établie sur la face gauche du bastion 5, près de la caserne, sur un projet du 15 novembre 1895. L’armement de cette batterie était de quatre canons de 240 mm et d’autant de 95 mm installés. Un magasin aux projectiles apparaît à cette époque dans la cour de la caserne, adossé au revêtement du cavalier, près de l’issue du magasin à poudres en caverne.
En 1898 l’effectif du fort est de quatre-vingt dix sous-officiers et artilleurs, et soixante-dix-sept auxiliaires 15.
Par la suite, seule la batterie haute extérieure subit des perfectionnements, en 1905, par la construction de deux magasins de combat en béton armé, conformes aux dispositions types arrêtées en juin 1904 16.
La batterie extérieure fut vraisemblablement désarmée (avec la batterie interne ?) au début de la première guerre mondiale pour déplacer l’artillerie lourde à grande puissance disponible sur le front du nord-est de la France. Au début de la seconde guerre mondiale, la batterie ne semble pas armée 17.
Après la seconde guerre mondiale, en 1946, le fort fut aménagé pour recevoir l’école des Timoniers de la Marine nationale.
Des bâtiments de type préfabriqué sont construits dans le fort, notamment un réfectoire (réemploi du magasin à projectiles de 1895 ?) et une salle de cinéma dans la cour de la caserne, adossés au revêtement du cavalier. Sur le cavalier furent bâties 3 « passerelles », des foyers des chambres d’officiers mariniers. Les parapets en terre du cavalier ont été nivelés pour établir des terrains de sport, la batterie interne de 1895 supprimée, les parapets des bastions simplifiés. Un carré des officiers avait été bâti sur le bastion 4, le magasin à poudres étant utilisé comme voilerie, son couloir d’isolement comme chambres, ou sanitaires.
En novembre 1967, la réaffectation du fort comme résidence du Préfet maritime fit l’objet d’un projet architectural d’adaptation de la caserne, qui proposait le triplement du nombre des fenêtres et le changement de leur forme. Ce programme ne fut pas réalisé, celui mis en œuvre respecta dans l’ensemble les percements d’origine de la caserne mais ajouta à la porte centrale sur cour un frontispice à colonnes.
Les bâtiments de l’école ont été démolis, de même que le magasin à poudres de 1850.
Analyse architecturale
Site et implantation générale
Si la batterie basse était surtout abordable par la mer, la hauteur n’avait pas d’autre accès avant la construction du fort que des sentiers sommaires desservant des hameaux ou mas isolés qui, au mieux, se branchaient à une distance de 350m au nord à un chemin carrossable, le chemin de Toulon à Sainte-Marguerite ( « château » sur une avancée rocheuse utilisé comme batterie de côte). Un projet de route spécifique reliant Toulon au fort du Cap Brun en passant par le fort Lamalgue ayant été abandonné, le chemin d’accès actuel en lacets abordant le fort par le nord/nord-est a été établi à partir du chemin de Sainte-Catherine devenu chemin de grande communication n° 43, puis route départementale 42. Il est aujourd’hui aussi accessible depuis le port de Toulon par la route côtière départementale 642, qui converge dans la départementale 42 précisément au nord du fort.
Plan, distribution spatiale, circulations et issues
L’assiette du fort Lamalgue, occupée au XVIIIe siècle par un ouvrage bastionné rectangulaire régulier, avait été très critiquée pour l’étroitesse qu’elle imposait au projet, à peine plus grand qu’une redoute. La hauteur du Cap Brun, arête rocheuse plus étroite, plus escarpée et irrégulière que le site de Lamalgue, fit l’objet quatre-vingt ans plus tard d’un effort d’adaptation de la part des ingénieurs du génie, en particulier le jeune Séré de Rivières, qui a permis d’aboutir à un plan pentagonal bastionné relativement régulier, dont la conception d’ensemble est très représentative des forts de cette génération 1840, et présente d’importantes analogies avec le fort du Grand Saint-Antoine, sur de plus grandes dimensions. L’ouvrage atteint une surface à peu près équivalente à celle du fort Lamalgue, mais sa conception est différente : l’époque n’est plus aux vastes places d’armes dégagées à l’intérieur des forts, et les bastions de dimensions restreintes sont d’un usage courant, sans constituer un parti dévalorisant aux yeux des fortificateurs.
Le programme ne fait pas passer la fonction de batterie au second plan de celle de casernement, mais sectorise très nettement les espaces. De plus l’organisation interne dissocie la défense rapprochée, minoritaire, des infrastructures vouées aux tirs de batterie à longue portée.
Le plan d’ensemble de l’enceinte, un pentagone flanqué d’un bastion à chaque angle (1-2-3-4-5), étiré en longueur dans l’axe est-ouest (170m hors œuvre de la courtine 1-2 au bastion 4, pour moins de 80m de courtine à courtine dans l’axe nord-sud) comporte quatre fronts.
Les deux longs fronts opposés nord (ou front de tête, 2-3) et sud (front de gorge 5-1) tendent chacun à une certaine symétrie, par la disposition des flancs et face des moitiés de bastion qui les encadrent. Les bastions du premier (2-3) ont des proportions normales de part et d’autre de la courtine (la plus longue du pentagone : à peu près 100m), tandis que les faces de ceux du front de gorge (5-1), qui encadrent directement la caserne casematée (longue de 54m), sont très allongées, proportionnellement aux flancs, de très faible saillie 
Cette implantation de la porte n’est pas classique ; l’emplacement consacré est le plus souvent le milieu du front de gorge, comme au fort Lamalgue ou au fort Sainte-Catherine. Ici, cet emplacement, au centre de la caserne, est occupé par une poterne. On notera que le fort du Grand Saint-Antoine, bâti à la même époque que celui du Cap Brun, sur un site aussi contraignant, présente également une porte dans un front latéral.
D’autre part, aucun des cinq bastions n’est identique en plan, du fait d’une certaine variation dans leur taille, l’ouverture des angles d’épaule et de capitale, la longueur des faces. Ainsi, le bastion nord-est (2), le seul à peu près symétrique des cinq, offre-t-il un angle de capitale aigu, alors que celui de son pendant apparent du front de tête, le bastion 3, est droit. Le plus asymétrique des cinq bastions est celui du sud-est (1), du fait de sa face droite surdimensionnée, trois fois plus longue (73m) que sa face gauche (25m). La même disproportion se retrouve au bastion sud-ouest (5). Quand au bastionnet 4, sa largeur ne dépasse pas 20m, d’angle d’épaule à angle d’épaule.
L’ouverture d’angle rentrant des flancs sur les courtines est constante pour tous les bastions, légèrement obtuse, conforme à la norme en vigueur dans la fortification bastionnée depuis la fin du XVIIe siècle. En revanche le relief (ou longueur) des flancs des bastions n’est pas constant d’un point à un autre de l’enceinte : Il est plus important (c. 15m) sur les fronts exposés, front d’attaque est (1-2) et front de tête nord (2-3), et très réduit (c. 6m) sur le front de gorge.
Le fort est retranché d’un fossé à contrescarpe revêtue, de tracé tenaillé à angles rentrants obtus au milieu des courtines, angles saillants arrondis à la capitale des bastions. Ce fossé, plus étroit et moins profond devant le front de gorge (la contrescarpe y a aujourd’hui pratiquement disparu, le fond a été rechargé, et la culée vers la poterne a été détruite), est interrompu au pied de la moitié sud du front latéral ouest, soit devant la courtine 4-5 et la moitié des deux bastions qui l’encadrent. Dans ce secteur, le fond du fossé dévalait directement dans l’escarpement naturel, le plus abrupt du périmètre du fort. Aujourd’hui, une chaussée carrossable bitumée y est établie en remblai sur un terrassement rapporté au XXe siècle à partir de l’emplacement de l’ancienne place d’armes d’entrée (banquettes dérasées) qui faisait face à la courtine 3-4 et à la porte du fort. Ce terrassement portant chaussée qui rehausse le niveau des sols extérieurs d’origine dans ce secteur se prolonge en pente descendante dans une partie de l’ancien fossé du front de gorge, devant la façade postérieure de la caserne.
Les tenailles qui couvraient les courtines des fronts d’attaque (1-2) et de tête (2-3) ont été rasées, mais le fossé a conservé sa contrescarpe, qui n’a jamais été complètement revêtue. Du côté est (1-2), le fond du fossé devant la courtine règne 3m plus haut que celui des fossés nord et sud, le décalage étant compensé en plan incliné devant les faces des bastions regardant l’est. Toujours de ce côté de l’attaque (1-2), qui fait face au terrain le moins naturellement plongeant du site, le glacis est aussi en partie conservé, mais abandonné à un couvert boisé, et la place d’armes triangulaire subsiste, dégradée, avec son escalier d’accès en pas-de-souris réservé dans la contrescarpe. 
L’intérieur du fort est occupé sur un tiers de sa superficie par les hautes plates-formes du cavalier, qui bordent les fronts d’attaque et de tête (1-2-3). Ces terrasses, aujourd’hui nivelées du fait de la suppression des banquettes d’artillerie, dominent et défilent la cour de la caserne et le reste de l’aire intérieure, qui est étroite et étirée dans l’axe est-ouest.
Le seuil de la porte du fort, à l’extrême ouest, règne à un niveau sensiblement inférieur à celui de la cour de la caserne, à laquelle elle communique par une rampe rectiligne (remaniée et bitumée) longue d’une quarantaine de mètres. Le débouché de cette rampe dessert aussi à gauche la rampe plus pentue réservée dans le haut revêtement intérieur du cavalier et montant à la première terrasse de ce dernier. La partie antérieure de la cour dans laquelle débouche la rampe, avant le mur de culée ouest de la caserne, s’étend jusque dans l’aire intérieure du bastion 5 (les infrastructures de la batterie de côte adossée à la face sud de ce bastion en 1898 ont été déblayées). Elle est prolongée par une terrasse qui règne sur plus de la moitié sud du front latéral ouest, notamment sur le bastionnet central (4) ; cette terrasse entourait le magasin à poudres de 1850, qui y était encaissé. Lui-même a été détruit dans les années 1960, à l’exception de son mur d’isolement formant mur de terrassement, qui délimite aujourd’hui un garage couvert d’une dalle. Les cour et terrasses sud-ouest du fort sont aujourd’hui aménagées en parterres et en pelouse formant le jardin de la résidence du préfet, étendues jusque sur la dalle couvrant l’emplacement de l’ancien magasin à poudres.
La cour de la caserne proprement dite est relativement étroite et encaissée ; son plan en L est déterminé par l’enveloppement de la façade nord et du mur de culée est de la caserne, l’autre côté étant constitué par le revêtement intérieur du cavalier formant enveloppe. La cour nord est large d’environ 15m, son retour d’équerre oriental de 11m, soit aussi profond que large, puisque la hauteur murale de la caserne est aussi de 11m, et celle du revêtement du cavalier à peine moindre (c. 10m) dans le secteur nord-est (secteur du cavalier qui portait l’ancienne batterie supérieure). Cette disposition est donc celle d’une cour « en fossé », entre une plate-forme d’artillerie et un casernement masqué et défilé par cette plate-forme, comme dans le cas de la batterie de la Basse-Malgue.
L’organisation défensive du fort est focalisée sur les batteries d’artillerie, et ne comporte pas vraiment de « fronts d’infanterie » équipés pour la défense rapprochée, à la différence par exemple du fort du Grand Saint-Antoine. On ne relève qu’une exception, la petite courtine d’entrée (3-4), crénelée de chaque côté du portail. Ces créneaux, desservis depuis les deux corps de gardes casematés qui forment le pavillon d’entrée de part et d’autre du passage, défendaient ponctuellement les approches du pont-levis. Par ailleurs, l’ensemble du front latéral ouest « en couronné » (3-4-5) dont fait partie cette courtine a toujours été relativement passif, si l’on considère qu’il n’a jamais comporté de parapet d’infanterie crénelé, seulement un parapet garde-corps ordinaire et bas qui termine le revêtement sans transition (même fruit, pas de cordon). Il en va de même du front de gorge, plus exactement des longues faces de ses bastions (1-5), le champ intermédiaire étant occupé par la caserne, qui tient lieu de courtine. Les seuls créneaux de ce front sont ménagés vers le milieu de la longue face du bastion 1, dans la partie surhaussée du revêtement qui ferme le profil du cavalier. Ces créneaux sont moins conçus pour la défense rapprochée que pour donner jour à quatre petites casemates nichées derrière ce revêtement, et sur lesquelles on reviendra.
La caserne n’est pas une caserne défensive crénelée, et sa poterne était simplement auto-défendue par la présence de son pont-levis. 
Pour comprendre ce déficit de crénelage, organe actif de la défense rapprochée, il faut considérer la forte déclivité du terrain naturel, qui rendait les approches par le sud peu probables et peu menaçantes, mais il faut surtout rappeler que tout ce front « de gorge » au sens large, constitué par le développé 4-5-1 avait été conçu dans l’idée qu’il serait compris à l’intérieur d’un secteur retranché par deux « coupures » divergeant vers la mer 18.
Le front de tête nord (2-3) et le front d’attaque ou front latéral est (1-2) sont organisés pour la batterie. Il s’agissait évidemment d’une batterie de défense terrestre, le fort, trop en altitude pour battre une flotte, ayant été conçu pour pallier les insuffisances défensives des fronts de terre aux abords de Toulon, au-dessus d’une batterie de côte préexistante qui suffisait pour participer à la défense de la rade.
Pour autant, la partie est de la batterie du fort permettait, on l’a vu, des tirs à longue portée en enfilade du littoral, vers l’anse Méjean et Sainte-Marguerite. Ce n’est que dans les années 1890 que deux batteries de côte « hautes » ont été aménagées en extension du fort, l’une extra-muros, ouvrage indépendant, l’autre intra-muros, sur le bastion 5.
Les batteries d’origine du fort, exclusivement terrestres, étaient réparties sur trois niveaux et échelonnées en profondeur :
-batterie basse dans les trois bastions concernés (bastion 2 en totalité, moitié gauche du bastion 1 et moitié droite du bastion 3),
-batterie haute et batterie supérieure en arrière des fronts, sur le cavalier :
La batterie haute, desservie par la première rampe réservée dans le revêtement sur cour du cavalier, s’étendait sur la moitié ouest de sa branche nord, en arrière de la courtine nord, avec un petit retour d’équerre obtus du parapet au sud-ouest, au droit du flanc droit du bastion 3. La batterie supérieure, desservie par une autre rampe en enfilade de la première, assise sur l’arase du revêtement, occupait les deux tiers surhaussés du cavalier, soit la branche orientale, le pan coupé nord-est à la gorge du bastion 2, et la moitié est de la branche nord, elle-même terminée par un petit retour obtus de parapet formant traverse ou parados. La branche orientale se termine au ras du revêtement de la face droite (sud) du bastion 1, où elle est soutenue par un mur de profil en surélévation de ce revêtement.
Dans l’état actuel, les parapets d’artillerie des deux étages du cavalier ont été détruits, pour déraser les deux terrasses correspondantes au niveau de la tablette du mur de revêtement sur cour. Le mur de profil de la branche orientale a été écrêté. Les anciens emplacements de tir et les traverses, dont certaines étaient des traverses-abri, ont tous disparu. Les parapets en terre des bastions ont eux-mêmes été en partie dérasés, en sorte qu’il ne reste plus des structures en terre de l’ancienne batterie que les plates-formes et, dans le meilleur des cas pour le cavalier, les talus versants vers l’extérieur des parapets. Les parapets des bastions 2 et 3 sont en revanche assez largement conservés. 
On a mentionné les rampes d’accès au cavalier qui permettaient le roulage des canons, réservées sur le revêtement intérieur de la branche nord. Un autre accès à la batterie supérieure, piéton, est aménagé à l’est sous la forme d’une volée d’escalier réservée dans le revêtement, parfaitement conservée.
La distribution de la batterie basse, soit celle des plates formes des trois bastions (1-2-3) était à la fois périphérique et transversale. La première manière, périphérique, était seule prévue, sous une forme morcelée et incommode, dans le projet du fort avant l’arrivée de Séré de Rivières, qui l’a perfectionnée. Elle est assurée par un chemin de ronde courant sur l’arase des courtines et à la gorge des bastions, au pied des talus du cavalier. Ce chemin de ronde (bien conservé) étroit et pavé, praticable au roulage des canons, est bordé d’un simple parapet maçonné passif, c'est-à-dire non crénelé, non adapté à la défense rapprochée, mais suffisant pour protéger la circulation de l’armement et des hommes (pour peu de se pencher en cas de danger). Au-dehors, la transition entre l’escarpe affectée d’un fruit et le parapet vertical, est marquée par un bandeau tenant lieu de cordon.
En principe, ce chemin de ronde aurait dû suffire à desservir la batterie basse, puisqu’il débouchait à ses deux extrémités :
D’une part, à la gorge du bastion 3, une communication voûtée ménagée dans la traverse qui referme la plate-forme de ce bastion, le faisait déboucher dans le sas d’entrée du fort (cette communication existe encore, mais elle a été transformée en casemate fermée au XXe siècle). D’autre part, le chemin de ronde débouchait, à la gorge du bastion 1, sur la cour de la caserne, face à la culée nord de cette caserne, dans le premier état du projet de Séré de Rivières, celui de 1845.
Le principe de la distribution transversale de chaque bastion, inspiré de la communication sous traverse du sas d’entrée au bastion 3, a été proposé en 1846 à cause du projet de prolongement de la branche nord du cavalier jusqu’à la face droite du bastion 1, prolongement qui condamnait l’issue nord-est du chemin de ronde. Il n’était pas concevable que ce chemin de ronde se terminât en cul-de-sac dans la plate-forme d’artillerie de la moitié gauche du bastion 1, d’où la proposition de créer des communications souterraines voûtées directes depuis la cour de la caserne jusqu’aux bastions 1 et 2, passant sous le cavalier. Compte-tenu de l’épaisseur considérable du cavalier, bien supérieure à celle de la traverse de gorge du bastion 3, ces deux passages ou galeries voutées, dites poternes (appellation donnée par une inscription gravée dans un cartouche au-dessus de leur porte sur cour), sont de véritables tunnels longs respectivement de 26m pour la « poterne 1 », vers le bastion 1, et 38m pour la « poterne 2 », vers le bastion 2, partant de l’angle rentrant nord-est de la cour en L. Leur largeur est suffisante pour le roulage des canons, et quatre petits magasins latéraux en série sont ménagés du côté droit de la « poterne 1 », prenant jour par des créneaux dans le revêtement du profil du cavalier, qui est bâti en surélévation du revêtement de la face droite du bastion 1.
Face droite du bastion 1, avec surélévation de revêtement de profil du cavalier.Face droite du bastion 1, avec surélévation de revêtement de profil du cavalier.
Le nivellement des revêtements du fort n’est pas constant, mais il n’est affecté que de décrochements assez limités, affectant les tablettes d’arase et de parapet, rampantes ou décrochées. Le front le plus haut du fort est le front latéral ouest, en « couronné » (3-4-5), tandis que le plus bas est le front de tête nord (2-3). La transition s’opère donc sur le bastion 3, d’abord par un décrochement vertical net de plus de 2m de son flanc gauche par rapport à la courtine d’entrée (3-4). Du fait de ce décrochement, la symétrie apparente, mais toute relative, de ce front d’entrée, entretenue par la position bien centrée de la porte, est sensiblement altérée. Ensuite, la face gauche du bastion descend de l’angle d’épaule à l’angle de capitale, comme on va le décrire.
Les deux bastions du front de tête (2-3), qui sont les plus grands bastions du fort, sont aussi ceux dont les revêtements sont les plus bas. En effet, la tablette d’arase de leurs deux faces est plongeante, ou rampante, jusqu’à l‘angle de capitale, afin de permettre que le revêtement, ainsi abaissé, soit complètement défilé par la contrescarpe du fossé. De ce fait, ces bastions on conservé, au-dessus des tablettes de leurs faces, le talus de terre voire (bastion 3) la totalité de leur ancien parapet d’artillerie en terre. Le dérasement opéré au XXe siècle était destiné à dégager les vues depuis la terrasse des bastions, il ne concernait donc que le haut de ces parapets, qui dépassait de la plate-forme intérieure. Dans le cas du bastion nord-ouest (3), la face gauche (ouest) ne fait pas partie de la batterie, mais son revêtement habille le profil brisé du parapet de terre. Sa tablette, à partir de l’angle d’épaule, est donc d’abord rampante : pente douce (partie hors profil du parapet), pente plus marquée (crête en glacis du parapet), puis plongeante (talus du parapet).
En revanche, les tablettes des faces symétriques du bastion 2, complètement voué à la batterie, rampent simplement en pente douce descendante des épaules à l’angle de capitale. Les flancs de ce bastion, de même que le flanc droit du bastion 3, sont eux-mêmes rampants. Leur tablette est formée par la continuité du bandeau de base du parapet des courtines. Actuellement, les flancs des bastions 1 et 2 participant du front d’attaque (est) sont surmontés par un prolongement du parapet de la courtine. Ce dispositif n’est pas d’origine. Ce front d’attaque, malgré la relative hauteur de sa courtine et de ses flancs (on se souvient que le fond du fossé est plus haut dans ce secteur), est correctement défilé par la contrescarpe du fossé et le glacis, couvert en outre par une place d’armes, et ses batteries basses découvrent suffisamment le glacis pour les tirs rasants.
Les revêtements du « couronné » 3-4-5 (bastion 3 exclu), la caserne et le revêtement des bastions qui l’encadrent (5, 1) sont hauts et très visibles de la mer, sans aucun défilement, car à l’époque de leur construction, et compte-tenu de la présence de la batterie basse de côte sur le cap, ils n’avaient pas à craindre des tirs de longue portée de vaisseaux. 
Les bâtiments militaires et abris voûtés du fort sont d’abord :
Les bâtiments classiques : le pavillon d’entrée, la caserne, tous deux couverts en terrasse, auxquels s’ajoutait le magasin à poudres de 1850, aujourd’hui disparu, et un magasin à projectiles aussi détruit qui n’a existé dans la cour de la caserne qu’à partir de 1895.
Une autre catégorie est celle des bâtiments souterrains ou enterrés ; à l’exception du petit magasin aux gargousses logé dans la traverse qui sépare la gorge du bastion 3 du passage d’entrée, tous sont installés sous le cavalier, et tous de plain-pied avec le sol de la cour, jamais plus bas. Il s’agit, à l’extrémité sud-est du cavalier engagée dans le bastion 1, des casemates jumelles dites casemate « B », dont les deux portes s’ouvrent dans le revêtement sous l’escalier d’accès à la batterie supérieure, face à la culée est de la caserne. Une inscription gravée au-dessus de chaque porte donne la fonction des casemates : à gauche : cuisine, à droite : magasin (aux vivres). Les autres locaux souterrains sont les quatre petites casemates flanquant à droite la « poterne 1 », prenant jour chacune par un créneau dans le revêtement du profil du cavalier sur la face sud du bastion 1. Trois d’entre elles ont en outre, au-dessus du créneau, une petite fenêtre en arc de cercle, ce qui indique le caractère mixte de ces percements (jour et défense rapprochée).
A cette catégorie appartient enfin le magasin à poudres en caverne de 1893, creusé sous la branche nord du cavalier, implanté obliquement par rapport au revêtement pour se situer exactement sous le retour d’angle rentrant du parapet de la batterie supérieure, afin que sa voûte soit surmontée d’une élévation en terre d’au moins 8m.
Une dernière catégorie, celle des abris souterrains non logeables, à vocation de communication n’est représentée que par les « poternes » 1 et 2, et celle, beaucoup plus courte (transformée en casemate fermée), reliant le bastion 3 à la rampe d’accès. Les deux premières, on l’a vu à propos de la desserte du chemin de ronde de la batterie, sont de longues galeries casematées rectilignes voûtées en berceau reliant de plain-pied la cour de la caserne aux bastions répondant au même numéro. Si la porte sur cour de ces poternes est ordinaire mais d’un gabarit suffisant au passage des canons sur roues, celle qui débouche à la gorge des bastions est renfoncée dans le talus du cavalier et, à ce titre, percée dans un petit revêtement à trois pans sous tablette comportant deux pans divergents en ailerons qui revêtent le profil du pied du talus.
Le magasin à poudres en caverne correspond à un modèle en usage vers 1890, dans une version assez élaborée, sa principale originalité consistant en l’implantation de sa porte dans un angle, et non dans l’axe du sas d’entrée. De ce fait, le vestibule, qui suit immédiatement la porte percée dans le revêtement du cavalier, forme un premier petit sas coudé à gauche qui s’ouvre par une porte à vantail dans le second sas, classiquement ménagé devant la porte d’axe du magasin. Le premier sas coudé dessert au passage, à droite, dans l’angle rentrant, le départ sans vantail de la branche droite du couloir ou galerie d’isolement qui enveloppe le magasin sur trois côtés et aboutit, en retour d’équerre de la branche gauche, dans le sas axial. 
La salle des poudres est longue de 18m pour une largeur de 6m. Son système de ventilation et d’éclairage, sophistiqué, est bien conservé. Comme dans tous les magasins à poudres normatifs depuis Vauban, une fenêtre haute à vantail est percée dans les murs de fond, dont une au-dessus de la porte d’entrée. Cette dernière ne s’ouvre pas dans le sas, très bas voûté mais au-dessus, prenant un second jour par une ouverture passant au-dessus des deux sas pour déboucher dans le revêtement sur la cour. Du côté opposé du magasin, la fenêtre haute s’ouvre dans une sorte de cheminée de ventilation où passe la lumière du jour, et qui devait déboucher dans le talus de la batterie supérieure. Le bas de cette cheminée devait traverser à l’origine la voûte de la branche du fond du couloir d’isolement, mais il en a été isolé par un coffrage maçonné sur voûte (Fig. 29), strictement limité à la largeur et au seuil de la fenêtre haute. Les dispositions internes de cette branche du fond du couloir d’isolement sont assez compliquées : Elle dessert trois créneaux à lampe (à pétrole) qui éclairaient le fond de la salle des poudres, et sont percées à plus de 2m de hauteur. Pour accéder à ce niveau, la branche du fond remonte à ses deux bouts par deux volées d’escalier symétriques couvertes chacune d’une voûte rampante. Le sol surélevé médian, qui donne accès aux créneaux à lampe et à une niche murale (à luminaire) placée en vis-à-vis du créneau central, est lui-même porté sur un vide technique voûté. Autour de chacun des trois créneaux à lampe, la paroi du couloir est délardée en arcade (Fig. 29), ce qui permettait de nicher les supports des lampes.
La porte à pont-levis du fort est incorporée dans un pavillon d’entrée minimaliste, sans étage, couvert en terrasse et encaissé entre les plates-formes des deux bastions voisins (3, 4). Comme on l’a vu, il loge de part et d’autre du passage d’entrée deux corps de garde casematés en double profondeur, éclairés chacun de trois créneaux percés dans la courtine, surmontés d’une fenêtre en demi-cercle (cette composition a été modifiée du côté nord au XXe siècle). Le corps de garde nord n’a pas été réalisé selon le projet de 1846 : il ne comporte pas d’escalier montant sur la terrasse et descendant dans la fosse du pont-levis.
Le portail d’entrée en frontispice, monumental mais à échelle modeste, forme un encadrement architecturé vertical couronné d’une corniche à faux mâchicoulis (non prévus sur les dessins du projet de 1846), se détachant en relief sur la courtine. L’arcade d’entrée proprement dite était inscrite en retrait dans le tableau rectangulaire destiné à recevoir le pont-levis en position fermée ; elle a été supprimée au XXe siècle pour élargir le gabarit de la porte aux dimensions du tableau rectangulaire. Le pont-levis a alors été supprimé, et les orifices de passage des chaînes sur poulies, ménagés dans les jambages, ont été soigneusement rebouchés.
Millésimée 1847, la caserne est, à quelques détails d’exécution prêts, conforme au dessin du projet de Séré de Rivières de 1846. Elle adopte un schéma en plan propre aux casernes défensives de forts ou de corps de garde défensifs de batterie de côtes de cette décennie 1840, particulièrement féconde. Elle présente à cet égard de nettes analogies avec la caserne défensive du Pas de La Masque, sur le mont Faron, œuvre immédiatement antérieure du même Séré de Rivières, dessinée en 1843 et réalisée à la suite.
Longue de 54m (est-ouest), pour une profondeur ou épaisseur de 19m, la caserne du fort du Cap Brun comporte, sur deux niveaux (rez-de-cour et étage) cinq grandes casemates médianes transversales voûtées en berceau surbaissé, larges de 6, 50m, hautes sous voûte de 4m, et aux deux extrémités une travée dite «culée» large de 5, 80m dans oeuvre et subdivisée en trois petites casemates perpendiculaires larges de 4m, dont les murs de refend et les voûtes contrebutent le voûtement des cinq casemates principales. 
La distribution interne se fait par une communication longitudinale en corridor passant au milieu des murs de refend, de part et d’autre de laquelle étaient établies des cloisons non pérennes définissant deux chambrées par casemate. Dans le rez-de-chaussée actuel, ces cloisons ont été en partie supprimées. Chaque casemate est éclairée d’une fenêtre cintrée unique par façade, rythme relativement lâche, ces fenêtres étant d’une largeur assez modeste. Les petites casemates de culées ont chacune une fenêtre semblable dans les façades latérales, lesquelles, de ce fait, affichent un rythme de percement nettement plus serré que celui des deux façades principales. La porte d’entrée, au milieu de la façade nord, est de forme identique à celle des fenêtres à cela près que son appui est abaissé au sol pour former un seuil. Depuis les années 1970, elle est affublée d’un encadrement en avant-corps formant portique plaqué à deux colonnes, destiné à lui donner un aspect plus prestigieux. Cette intervention liée à l’aménagement de la résidence du préfet maritime a aussi comporté la transformation en portes-fenêtres de la majorité des fenêtres du rez-de-chaussée, sauf évidemment celles de la façade sud, et l’agrandissement de deux de ces fenêtres, celles situées à droite de la porte.
Les murs de façade nord et sud des culées sont surépaissis jusqu’à 2,30m aux dépens du volume intérieur pour absorber la poussée des voûtes des trois casemates étroites ; un faible ressaut vertical détache au-dehors cette travée, créant une animation sur les longues façades.
Les trois casemates de culées communiquent entre elles à partir de la casemate centrale. Celle de la culée ouest servait de cage d’escalier.
L’escalier principal est logé dans la moitié sud de la casemate centrale. Dans l’axe de cette casemate de distribution sont percées d’une part, la porte d’entrée, au nord, de plain-pied sur la cour, d’autre part la poterne à pont-levis, au sud, en soubassement, accessible par deux volées d’escaliers latérales descendant du vestibule du rez-de-cour (en encadrant la volée centrale montant à l’étage). La poterne, plus simple mais mieux conservée que la porte du fort, comportait aussi un pont-levis à chaînes avec tableau rectangulaire d’encastrement inscrivant l’arcade d’entrée en plein-cintre. Ce pont-levis jouant sur des poulies passant dans un petit orifice vertical, percé dans les écoinçons de l’arc.
Toujours en soubassement, les anciennes citernes occupent les deux casemates qui encadrent de part et d’autre la casemate centrale. Elles communiquent entre elles par des citerneaux logés dans la moitié nord de la casemate centrale, séparés de façon étanche, par un mur de refend, de la moitié sud vouée à la cage d’escalier et à la poterne. On voit encore dans la voûte des citernes désaffectées et percées de portes modernes, la trémie circulaire de puisage avec son bouchon monolithe.
Les façades sont hautes de 11m au-dessus du sol de la cour, ce à quoi s’ajoute pour celle du sud la hauteur du soubassement, soit environ 7m à partir du seuil de la poterne. Elles se terminent par une corniche à modillons, différente de celle dessinée sur le projet de 1846.
Structure et mise en œuvre
Le fort du Cap Brun est construit sans luxe particulier, mais avec soin. Ses revêtements d’escarpe chemisent le socle rocheux schisteux dans lequel ont été taillés les fossés, en réservant les contours du plan prédéfini. Le rocher était instable et friable, en sorte qu’il a dû être plusieurs fois purgé au cours du chantier, de même que certaines portions du revêtement ont du être refondées ou consolidées à la suite d’éboulement. Du côté est, la contrescarpe du front d’attaque n’a jamais reçu son revêtement complet, en sorte qu’elle apparaît au nord-est sous la forme d’un front de taille brut. A l’intérieur du fort, aucun point d’affleurement du roc n’est apparent, les sols, terrasses et plate-forme du niveau du rez-de-chaussée ayant été parfaitement nivelées par l’apport de remblais au-dessus du plus haut niveau d’affleurement. Aucun segment de roc ravalé n’apparaît au pied des escarpes, le revêtement est partout en recharge, y compris sur le front de gorge, le plus bas fondé sur le roc naturel. La caserne a été manifestement bâtie sur un rebord de table rocheuse, dans laquelle un cuvelage ouvert au sud a été creusé pour les citernes. Partout ailleurs dans le fort, le rocher est proche sous le sol nivelé, ce qui explique en partie qu’il n’existe pas de souterrain, en caverne ou non, réellement creusé sous le niveau de la cour, excepté dans les trois travées centrales de la caserne.
Les parements de ces revêtements sont majoritairement réalisés en moellons de pierre grise claire dure, sommairement équarris tête dressée, relativement calibrés et assisés, la qualité et la régularité de la mise en œuvre étant variable d’un point à l’autre de l’enceinte. Sur le front d’entrée, notamment la courtine 3-4, autour de la porte, ce parement est bien calibré, formant une sorte d’appareil cubique grossier, tandis que sur le front d’attaque (est) il emploie beaucoup de gros moellons imparfaitement équarris, avec des petites pierres plates alternant en calage pour régler les assises. Sur le front de gorge, la mise en œuvre est plus négligée, avec des secteurs où les assises pendent ou se perdent dans un opus incertum. Cette qualité dégradée se retrouve, avec davantage d’irrégularité, relevant du gros blocage, dans les revêtements de contrescarpe, dans l’ensemble plus ou moins dérasés, excepté un segment remarquable au front d’attaque. 
A l’intérieur de l’enceinte, les parements ordinaires apparents : mur de revêtement du cavalier sur cour, caserne, façade postérieure du pavillon d’entrée, sont revêtus d’un enduit couvrant, à l’exception du début du revêtement du cavalier, au droit de la première rampe d’accès à l’ancienne batterie haute. Sur ce segment de mur sans enduit, le parement courant s’apparente à celui des revêtements de l’enceinte. Les « souterrains » sont montés en blocage de petits moellons de tout-venant, voûte comprise, destiné à être enduit, comme on le voit dans les galeries dites « poterne », où l’enduit a en partie été piqué.
Les parements intérieurs non enduits, murs et voûtes, ne sont représentés que dans le magasin à poudres en caverne de 1892 : ils s’apparentent aux parements ordinaires des années 1846-1850 par le caractère rustique mais avec, dans l’ensemble (sauf dans les parties les moins en vue) une plus grande régularité, tant du point de vue du calibrage des blocs, mieux échantillonnés et équarris, que du point de vue du réglage des assises. Les voûtes sont particulièrement soignées.
La brique est sous-représentée dans les maçonneries apparentes du fort. Cependant, on observe que les voûtes des anciennes citernes de la caserne sont montées en briques, ce dont on peut conclure par extension, que les voûtes en berceau surbaissé de l’ensemble des casemates, identiques à celles des citernes mais entièrement enduites, sont mise en œuvre dans ce même matériau. On trouve un emploi très ponctuel de briques dans le couloir d’isolement du magasin à poudres en caverne, et, par places, dans les parois des deux « poternes ».
Les éléments en pierre de taille emploient deux types de roche. L’une, extrêmement sous-représentée, est une sorte de molasse jaune veinée. On ne la trouve employée a priori que pour l‘encadrement des rares créneaux et fenêtres en demi-cercle qui les surmonte (courtine 3-4, face droite du bastion 1).
Majoritaire en revanche est la pierre de taille dure, très blanche, que l’on voit déjà mise à profit de façon localisée au XVIIIe siècle au fort Lamalgue. Au fort du Cap Brun, elle est d’un emploi systématique pour les chaînes en harpe des angles saillants (bastions, parapets, contrescarpe), pour l’ensemble des bandeaux et tablettes couronnant les arases des revêtements de l’enceinte et du cavalier, y compris les murs de profil des parapets en terre et des rampes. On la trouve aussi pour les marches d’escalier, comme l’escalier en pas de souris de la contrescarpe est, les gargouilles et bien sûr pour les encadrements de baies. Dans l’emploi courant de chaînage d’encoignure, la pierre de taille, en assises réglées, est finie très soigneusement au marteau rustique, laissant la ciselure apparente, ce qui donne un rendu finement grenu.
Un autre type de finition, beaucoup plus fine à la boucharde, presque lisse en apparence, est réservée aux baies, encoignures, bandeaux et corniches des bâtiments militaires, soit la porte d’entrée du fort, qui est classiquement un « motif » d’architecture, la caserne, mais aussi les portes sur cour des casemates, des « poternes » 1 et 2, aménagées dans le revêtement intérieur du cavalier. Les encadrements des issues des poternes, tant sur cour qu’à la gorge des bastions 1 et 2, sont à bossages tabulaires non harpé, avec arc en anse de panier extradossé. L’encadrement des portes des casemates est de la cour est du même type que celui de l’ensemble des fenêtres de la caserne, chambranle mince couvert en plein-cintre, avec baguette en relief soulignant le contour extérieur. Les angles de la caserne, y compris la transition en faible relief des culées sur les grandes façades, sont soulignés de chaînes droites (non harpées) en bossage tabulaire. La corniche est soutenue de modillons à deux ressauts, très sobles. L’encadrement de la poterne de la caserne, simple panneau en faible relief est aussi appareillé à bossage en table continu. L’arcade d’entrée en plein cintre, en retrait, est en pierre de taille lisse, avec claveaux arasés à l’horizontale, sauf la clef passante. L’arrière-voussure segmentaire est mise en oeuvre avec le même soin.
La porte du fort, enfin, présente le même encadrement simple à bossage en table continu, assis sur un soubassement lisse par l’intermédiaire d’un gros tore. On l’a vu, l’arcade d’entrée inscrite, qui était à plein-cintre, a été supprimée. Le principal détail remarquable est le couronnement dont les modillons s’apparentent à ceux de la corniche de la caserne, mais qui, avec trois ressauts et à une échelle de proportion différente, évoquent davantage des consoles de mâchicoulis. De plus, la face de chaque ressaut est traité en pointe de diamant. Ces consoles portent, par l’intermédiaire d’un cordon ou tore, une sorte de garde-corps sur lequel est inséré un cartouche portant l’inscription gravée « Fort du Cap Brun ». Les saignées du passage des poulies et des chaines du pont levis, qui étaient ménagées dans les jambages, restent encore reconnaissables, bien que rebouchées avec soin. 
historien de l'architecture